随着人们生活水平的日益提高,对纸张的性能要求愈来愈高;加之资源日益匮乏,为节省资源,二次纤维、草等植物纤维原料的比例日益增加,导致成纸质量,特别是成纸强度的下降。一直以来,聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)湿强剂在造纸行业方面的应用十分普遍,但其在使用中产生有机氯污染,对环境有害,形成的纸产品对人体有毒。因此开发新型高效环保型增强剂成为造纸行业的研究热点。本课题主要研究内容如下:1.采用聚乙烯醇(PVA)对传统湿增强剂PAE树脂进行化学改性,制备一种PAEP湿增强剂。在抄纸过程中同时引入PAEP与有机硼复合湿强剂,以增加分子、纤维间的交联。采用IR、SEM、Zeta电位仪、TGA对其结构、性能进行了表征;探讨了PAEP在纤维中的吸附行为;分析了PAE、PAEP、PAEP-有机硼用量对纸张湿强性能的影响。结果表明,随着PAEP加入量由2.5 mg/g增加到30 mg/g,其在纤维中的吸附量从2.33 mg/g增加8.14 mg/g,吸附率由93.20%降低到27.13%;与PAE相比,经PAEP、PAEP-有机硼处理后的纸张热降解残渣量分别增加122.67%,269.60%;当PAEP-有机硼中有机硼的质量分数为50%时,纸张的干、湿抗张指数分别提高22.66%和79.46%,抗张指数保留率增加46.35%。在相同质量下,与阳离子淀粉相比,PAEP-有机硼复合湿强剂具有较佳的增强效果。通过在反应过程中添加聚乙烯醇,使其与PAE反应进一步交联,在提高湿强度的同时,与氯丙醇发生反应,达到降低产品中氯丙醇残留量的目的。2.以阳离子醚化剂(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵)对聚乙烯醇(PVA)进行阳离子化改性,加入戊二醛进行交联反应,制备戊二醛接枝季铵型阳离子聚乙烯醇(GQPVA)。并以GQPVA为增强剂,少量PAE为交联剂,进行浆内加料抄片,浆内可与纸张纤维反应交联,提高纤维间的结合力,协同共用以提高纸张湿强性能。采用IR对其结构进行了表征;用元素分析仪测定阳离子聚乙烯醇(QPVA)氮含量,得出醚化度;探讨了GQPVA/PAE用量对纸张性能的影响。结果表明:当GQPVA/PAE树脂用量为1%(占绝干纤维的质量)时,湿抗张指数提高了11.8%,抗张指数保留率提高了6.88%,干抗张指数提高了6.94%,撕裂指数提高了8.27%,纸张耐折度增幅为26.2%。通过SEM扫描图表明,加入GQPVA/PAE湿强剂能加强树脂分子与纤维分子的键合作用,阻止细小纤维的流失,且羟基的含量提高,与GQPVA形成缩醛结构,在PAE交联剂的作用下形成化学键,在纤维间交织互穿,形成网络结构,纸张性能更优越。从纤维形态分析仪可知,与空白样相比,从长度分布来看,添加PAE和GQPVA/PAE纸张中细小纤维含量分别提高了234.4%和236.1%;当以面积统计时,分别提高了139.6%和145.8%。3.结合PAE、KH570改性阳离子聚丙烯酰胺(GPAM)和互穿网络聚合物各自优点,以聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂(PAE)为反应介质,乙二醛为交联剂,丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵为单体,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为改性剂,采用自由基共聚得到新型互穿网络聚合物GPAM-PAE并应用于纸张中,以提高纤维交联。以w(AM)︰w(DAD)︰w(GO)︰w(KH570)=100︰25︰1︰0.2,温度为70℃反应3小时合成最佳样品GPAM-PAE。当PAE含量为48%时,纸张湿抗张指数为17.2 N·m/g,抗张指数保留率为23.3%,干抗张指数为81.2 N·m/g,纸张撕裂指数为15.6mN·m~2/g,耐折度为2705次,耐破指数为8.19 kPa·m~2/g;相对于经PAE处理的纸张,湿抗张指数提高8.17%,抗张指数保留率增加16.5%,撕裂指数提高了8.33%,耐折度提高27.4%,耐破指数提高15.7%。而有机氯含量从0.811%降低到0.079%之下,降低了10倍以上。将PAE控制在40%-70%之间,Cobb60明显降低,抗水性提高。从纸张纤维的表面、断裂面SEM图以及细小纤维测试可知,GPAM-PAE(化学复合)湿强性能优越于纯PAE,表面平整,纤维断面整齐,纤维之间的交联程度高,同时湿强剂的加入有助于细小纤维和微粒填料的留着,有利于提高原料利用率。